中心議題：

• LED器件的失效原因
• LED驅動裝置低溫運行的可靠性保障
• LED路燈冰淩凝結危害的防護措施

解決方案：

• 使用溫度範圍較寬的元件
• 設置合理的超聲功率、鍵合壓力、鍵合時間及鍵合溫度等封裝工藝參數
• 防止冰淩凝結的預防措施

隨著LED照明技術的快速發展，在國內的許多城市，道路照明已經不乏LED路燈的身影。尤其是大功率LED器件的光效超過100lm/W以後
，LED路燈作為道路照明的發展趨勢已經得到普遍認同。2009年
，國內幾個城市分別組織了LED道路照明產品的評估測試工作，大多數LED路燈產品在配光曲線
、係統光效等關鍵技術指標方麵進步顯著，在道路照明標準的符合性、節能效果等方麵已經達到相關標準和規範的要求。

盡管LED路燈技術水平的發展較快，但是大多數LED路燈廠商在產品研發過程中忽略了在寒地應用環境下的特殊技術要求。一個普遍的錯誤認識是
，LED在寒冷地區應用有利於散熱，不容易發生故障。殊不知，寒冷應用環境下，對LED路燈有著更為嚴格的技術要求，主要有以下兩個方麵：

（1）寒冷地區氣溫較低，且溫差大，驟變的冷熱衝擊和長期低溫工作對於器件有著更為嚴格的質量要求。

（2）在寒冷地區應用的LED路燈必須要考慮防止冰淩凝結的預防措施。

鑒於上述原因

，LED路燈在寒冷地區的推廣應用，需要解決以下幾個方麵的關鍵技術問題。

冷熱衝擊的溫度變化可能引起LED器件的失效

由於LED芯片封裝後，屬於固態的實心器件，存在著芯片、矽膠（或樹脂）、jinshuzhijiayijiyinxianzhijianpengzhangxishudeshipeixianxiang，jiashanghanlengdiquwenchajiaodadelengrechongjideyingxiang，huishiguijiaozaiwendubianhuadeguochengzhongpengzhangheshousuojiaju，qijianneibuyingliguoda，zhejiangdaozhiLED引yin線xian鍵jian合he點dian位wei移yi增zeng大da
，引yin線xian過guo早zao疲pi勞lao和he損sun壞huai。同tong時shi也ye會hui使shi原yuan本ben鍵jian合he狀zhuang態tai較jiao差cha的de焊han點dian出chu現xian脫tuo焊han的de可ke能neng
，而er造zao成cheng焊han球qiu和he芯xin片pian電dian極ji脫tuo焊han的de現xian象xiang
，甚shen至zhi使shiLED芯片出現分層脫落的失效現象。

一盞LED路燈應用的LED器件多達上百顆，通常采用以串聯為主的混聯組態方式，如果一顆LED發生故障，將會引起多顆LED連帶失效

，因此應用在寒冷地區的LED路燈首先要根據特定使用環境下的燈具溫度變化特性

，設置合理的超聲功率
、鍵合壓力
、鍵合時間及鍵合溫度等封裝工藝參數
，保證每一顆LED器件在低溫運行環境下的可靠性。

LED驅動裝置低溫運行的可靠性保障

另一項關鍵技術挑戰在於LED路燈驅動裝置在低溫運行環境下的可靠性問題。目前大多數LED路(lu)燈(deng)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)在(zai)寒(han)地(di)低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)表(biao)現(xian)出(chu)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)水(shui)土(tu)不(bu)服(fu)現(xian)象(xiang)

，較(jiao)為(wei)突(tu)出(chu)的(de)表(biao)征(zheng)是(shi)低(di)溫(wen)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)啟(qi)動(dong)和(he)長(chang)期(qi)低(di)溫(wen)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)失(shi)效(xiao)率(lv)較(jiao)高(gao)現(xian)象(xiang)。上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)出(chu)現(xian)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)在(zai)於(yu)，驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)在(zai)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)的(de)器(qi)件(jian)選(xuan)型(xing)沒(mei)有(you)考(kao)慮(lv)低(di)溫(wen)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，部(bu)分(fen)關(guan)鍵(jian)元(yuan)器(qi)件(jian)低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)特(te)性(xing)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，造(zao)成(cheng)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)無(wu)法(fa)低(di)溫(wen)啟(qi)動(dong)或(huo)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)
，引(yin)發(fa)故(gu)障(zhang)的(de)具(ju)體(ti)原(yuan)因(yin)主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)方(fang)麵(mian)：

（1）開關管在低溫條件下載流子的密度和活性都會降低，過載保護的啟動點也會因此降低。

（2）電解電容電解液在低溫下凍結
，失去電容效應（溶液中的離子此時隻存在離子極化），無帶載能力。

（3）部分類型的光藕器件在低溫狀態下無法正常工作。

（4）輸入端防止浪湧電流的熱敏電阻，在低溫下阻值變大（是常溫的3~5倍）
，也會造成低溫無法正常啟動。

上述問題的解決途徑主要是從選擇溫度特性更好的器件入手。例如
，不是所有的電解電容都無法在低溫下工作，一般來講，200V以上的電解電容耐低溫特性較差
，而160V以下的電解電容基本都能夠在-40℃環境正常工作，隻要選用兩個低壓電解串連使用就可以解決問題。器件選型的調整可能會略微提高驅動裝置的成本，但是從LED路燈的整體成本來看可以忽略不計，考慮到提高可靠性和降低維護成本的因素，這種設計調整是非常必要和劃算的。

LED路燈冰淩凝結危害的防護措施

路(lu)燈(deng)在(zai)寒(han)冷(leng)地(di)區(qu)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)被(bei)忽(hu)視(shi)的(de)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)由(you)於(yu)冰(bing)雪(xue)在(zai)燈(deng)具(ju)表(biao)麵(mian)堆(dui)積(ji)
，受(shou)熱(re)融(rong)化(hua)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)冰(bing)淩(ling)，冰(bing)淩(ling)一(yi)旦(dan)形(xing)成(cheng)
，則(ze)會(hui)對(dui)車(che)輛(liang)和(he)行(xing)人(ren)產(chan)生(sheng)非(fei)常(chang)大(da)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。尤(you)其(qi)是(shi)LED路燈
，由於燈具殼體普遍采用鋁材，表麵的氧化鋁屬於親水性材料，更容易產生冰淩凝結。2008年(nian)，我(wo)國(guo)南(nan)方(fang)大(da)範(fan)圍(wei)雪(xue)災(zai)，造(zao)成(cheng)鋁(lv)製(zhi)表(biao)麵(mian)高(gao)壓(ya)導(dao)線(xian)大(da)量(liang)冰(bing)淩(ling)凝(ning)結(jie)，壓(ya)塌(ta)損(sun)毀(hui)大(da)量(liang)電(dian)力(li)設(she)施(shi)。這(zhe)一(yi)災(zai)害(hai)惡(e)果(guo)不(bu)僅(jin)是(shi)氣(qi)候(hou)造(zao)成(cheng)的(de)，氧(yang)化(hua)鋁(lv)表(biao)麵(mian)的(de)高(gao)壓(ya)線(xian)纜(lan)屬(shu)於(yu)親(qin)水(shui)性(xing)材(cai)料(liao)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)誘(you)因(yin)。由(you)於(yu)影(ying)響(xiang)到(dao)道(dao)路(lu)交(jiao)通(tong)的(de)安(an)全(quan)
，因(yin)此(ci)防(fang)止(zhi)冰(bing)淩(ling)凝(ning)結(jie)是(shi)LED路燈在寒冷地區應用必須考慮到的安全措施。

weilejiejuezheyiguanjianjishu，womentongguoduifubingtibiaomianjinxingxianweichengxiangfenxi，fenxileshuizaiwutibiaomianjiebing，yijibingzaiwutibiaomiankeyilaogufuzhedeyuanyin。shiyanjieguofaxian，jinjincaiyongshushuixingnengyouyidecailiao，fangzhibinglingningjiedexiaoguobingbulixiang
，shenzhishuizaimouxiecailiaobiaomiankeyidongdefeichangdejieshi。ceshijieguobiaoming：冰可以附著在任何物體表麵上；物體表麵上的裂縫和凹陷
，是冰可以牢固地粘附在物體表麵上的另一個主要原因；單純疏水性能好的材料
，可以延緩結冰的過程，卻無法阻止冰的形成。

為了更為準確地對比不同材料間防止冰淩凝結的能力，我們從不同角度深入研究了不同物件的表麵結構
、表麵物性與覆冰的內在關係，包括：結構外形與覆冰、結構材質與覆冰、表麵光潔度與覆冰

、表麵剛柔性與覆冰。研究結果表明：外形結構簡單、組織結構緊密、表麵防水、疏水性能優異的構件，就不容易發生冰淩凝結。

以此試驗數據為基礎，我們連續2年在冬季設立了不同外觀和外殼材料的LED路燈，通過實驗發現：凡是燈具外觀圓滑
、光潔、平整的；沒有冰雪或水積存承載結構的
；表麵材料具備優異疏水性能的LED路燈就不會產生冰淩凝結。

我國寒冷地區大多處於高緯度地域，氣候寒冷
、溫差較大，因此對LEDdaoluzhaomingchanpindeyingyongdailailexindetiaozhan。lingyifangmian
，daduoshuhanlengdiqunianpingjunmeitiandezhaomingshijianchangyuguoneipingjunshuiping，guzhaominghaodianyegaoyuguoneipingjunshuiping，yincizhouduanyechangdediyutediandailailegengduodeLED照明應用需求。總之，既有挑戰又有機遇。